温度对太赫兹亚波长金属结构共振特性的影响

武阿妮; 李晨毓; 周庆莉; 刘建丰; 孙会娟; 杨舟; 张存林

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温度对太赫兹亚波长金属结构共振特性的影响

武阿妮, 李晨毓, 周庆莉, 刘建丰, 孙会娟, 杨舟, 张存林

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武阿妮, 李晨毓, 周庆莉, 刘建丰, 孙会娟, 杨舟, 张存林. 温度对太赫兹亚波长金属结构共振特性的影响[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1832-1835.

引用本文:

武阿妮, 李晨毓, 周庆莉, 刘建丰, 孙会娟, 杨舟, 张存林. 温度对太赫兹亚波长金属结构共振特性的影响[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1832-1835.

Wu A'ni, Li Chenyu, Zhou Qingli, Liu Jianfeng, Sun Huijuan, Yang Zhou, Zhang Cunlin. Influence of temperature on resonant properties in terahertz subwavelength metal structures[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(6): 1832-1835.

Citation:

Wu A'ni, Li Chenyu, Zhou Qingli, Liu Jianfeng, Sun Huijuan, Yang Zhou, Zhang Cunlin. Influence of temperature on resonant properties in terahertz subwavelength metal structures[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(6): 1832-1835.

温度对太赫兹亚波长金属结构共振特性的影响

1.
太赫兹光电子学教育部重点实验室,北京市太赫兹波谱与成像重点实验室,首都师范大学物理系,北京 100048;
2.
北京联合大学基础部,北京 100101;
3.
北京理工大学光电学院,北京 100081

基金项目:

国家自然科学基金(10804077);北京市科技新星;北京市属高级青年拔尖人才培育计划

详细信息

作者简介:
武阿妮(1989-),女,硕士生,主要从事太赫兹波谱学方面的研究。Email:wwuani1989@163.com

中图分类号: TN21

Influence of temperature on resonant properties in terahertz subwavelength metal structures

1.
Beijing Key Laboratory for Terahertz Spectroscopy and Imaging,Key Laboratory for Terahertz Optoelectronics,Ministry of Education,Department of Physics,Capital Normal University,Beijing 100048,China;
2.
Department of Basic Course,Beijing Union University,Beijing 100101,China;
3.
School of Optoelectronics,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China

摘要: 利用太赫兹时域光谱系统研究温度对GaAs基底上生长的太赫兹亚波长金属结构的透过率及共振特性的影响。实验发现,温度从低温80 K升高至380 K,样品的透过率逐渐降低,且低频共振频率处有轻微的红移现象。通过研究共振带区域及远离共振带区域的透过率情况,分析了总体透过率降低的根本原因在于温度升高导致GaAs基底的本征载流子浓度升高;共振凹陷减弱是由于基底载流子的变化致使透过率升高形成的;红移现象的产生是由于温度升高导致样品折射率增大。此外,该研究可以为太赫兹范围的功能器件在实际应用和生产制造中提供有意义的参考。
- 太赫兹 /
- 温度 /
- 亚波长金属结构
Abstract: By using terahertz time domain spectroscopy(THz-TDS), the transmission and resonance properties of terahertz subwavelength metal structures at different temperatures were studied. The transmission of U- and E-shaped structures decreased gradually with temperature increasing from 80 K to 380 K. Meanwhile, the low resonance frequency showed a slight red-shift. Through the study of temperature-dependent transmission spectra at resonance and non-resonance regions, the phenomenon of transmission decreasing was attributed to the increasing of carrier concentration in GaAs substrate. The weakened resonant strength originated from the resonate quench by temperature-generated carriers in substrate. The red-shift was due to the increase of refractive index. The investigation could provide some meaningful guides in pratical application of terahertz functional devices.
- terahertz /
- temperature /
- subwavelength metal structure

[1]	Ferguson B, Zhang X C. Materials for terahertz science and technology[J]. Nature Materials, 2002, 1(1): 26-33.
[2]
[3]	Dolling G, Wegener M, Soukoulis C M, et al. Negative-index metamaterial at 780 nm wavelength[J]. Optics Letters, 2007, 32(1): 53-55.
[4]
[5]
[6]	Padilla W J, Aronsson M T, Highstrete C, et al. Electrically resonant terahertz metamaterials: Theoretical and experimental investigations[J]. Physical Review B, 2007, 75(4): 041102.
[7]
[8]	Smith D R, Pendry J B, Wiltshire M C K. Metamaterials and negative refractive index[J]. Science, 2004, 305(5685): 788-792.
[9]	Soukoulis C M, Linden S, Wegener M. Negative refractive index at optical wavelengths[J]. Science, 2007, 315(5808): 47-49.
[10]
[11]
[12]	Zhou Q, Shi Y, Wang A, et al. Ultrafast optical modulation of terahertz metamaterials[J]. Journal of Optics, 2011, 13(12): 125102.
[13]
[14]	Liu J, Zhou Q, Shi Y, et al. Study of L-shaped resonators at terahertz frequencies[J]. Applied Physics Letters, 2013, 103(24): 241911.
[15]	Liu J, Zhou Q, Shi Y, et al. Study of dipole arrays at terahertz frequencies[J]. Optics Communications, 2013, 291: 26-30.
[16]
[17]	Yen T J, Padilla W J, Fang N, et al. Terahertz magnetic response from artificial materials[J]. Science, 2004, 303(5663): 1494-1496.
[18]
[19]
[20]	Chen H T. Interference theory of metamaterial perfect absorbers[J]. Optics Express, 2012, 20(7): 7165-7172.
[21]
[22]	Chen H T, Padilla W J, Zide J M O, et al. Active terahertz metamaterial devices[J]. Nature, 2006, 444(7119): 597-600.
[23]
[24]	Chen H T, Padilla W J, Cich M J, et al. A metamaterial solid-state terahertz phase modulator[J]. Nature Photonics, 2009, 3(3): 148-151.
[25]	Blakemore J S. Solid State Physics[M]. 2nd ed. Philadelphia: W.B.Saunders Company, 1973.

[1]	郑雪飞, 李春, 范晓彦, 元光, 栾晓宁, 姚子庆, 李凯. 温度和浊度对罗丹明B示踪检测的影响及校正 . 红外与激光工程, 2022, 51(12): 20220243-1-20220243-8. doi: 10.3788/IRLA20220243
[2]	李泉, 刘姗姗, 路光达, 王爽. 利用石墨烯-金属复合结构实现太赫兹电磁诱导透明超表面主动调控 . 红外与激光工程, 2021, 50(8): 20210246-1-20210246-6. doi: 10.3788/IRLA20210246
[3]	李雅尚, 赵国忠, 韦青云, 刘宇洋, 阚晨, 李帅. 太赫兹被动成像系统性能研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(4): 0404005- 0404005-10. doi: 10.3788/IRLA202049.0404005
[4]	李颖锐, 吴森, 郭玉, 席守智, 符旭, 查钢强, 介万奇. 温度对碲锌镉光子计数探测器计数性能的影响及机理研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1016001-1016001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1016001
[5]	宋俊玲, 饶伟, 王广宇, 辛明原. 燃烧流场温度二维重建多吸收谱线重建方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(3): 306004-0306004(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0306004
[6]	高翔, 刘晓庆, 戴子杰, 李帅, 刘伟伟. 基于波导结构的集成式太赫兹共焦成像系统 . 红外与激光工程, 2019, 48(S2): 98-102. doi: 10.3788/IRLA201948.S219001
[7]	梁丽, 文龙, 蒋春萍, 陈沁. 人工微结构太赫兹传感器的研究进展 . 红外与激光工程, 2019, 48(2): 203001-0203001(17). doi: 10.3788/IRLA201948.0203001
[8]	夏祖学, 刘发林, 邓琥, 陈俊学, 刘泉澄. 频率可调太赫兹微结构光电导天线 . 红外与激光工程, 2018, 47(5): 520002-0520002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0520002
[9]	吴俊政, 严卫东, 倪维平, 张晗. 圆周阵列太赫兹干涉成像仿真 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 825002-0825002(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0825002
[10]	马学, 李琦, 鲁建业. 太赫兹高斯光束整形环形光束 . 红外与激光工程, 2017, 46(5): 525002-0525002(8). doi: 10.3788/IRLA201746.0525002
[11]	谢衍新, 吴小成, 胡雄, 杨钧烽, 肖存英. 临近空间全球温度场三维变分同化 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 804005-0804005(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0804005
[12]	杨远洪, 刘硕, 陆林, 靳伟. 基于保偏光子晶体光纤Sagnac干涉仪的温度不敏感压力传感技术 . 红外与激光工程, 2016, 45(8): 802002-0802002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0802002
[13]	李依涵, 张米乐, 崔海林, 何敬锁, 张存林. 金属开口谐振环结构的太赫兹波吸收特性 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1225002-1225002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1225002
[14]	王启超, 汪家春, 赵大鹏, 林志丹, 苗雷. 太赫兹波对烟幕的透射能力研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3696-3700.
[15]	何晓阳, 张屹遐, 杨春, 陈琦. 太赫兹光子晶体光纤与天线设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 534-538.
[16]	许文忠, 钟凯, 梅嘉林, 徐德刚, 王与烨, 姚建铨. 太赫兹波在沙尘中衰减特性 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 523-527.
[17]	雷景丽, 晏祖勇, 李晓晓, 刘延君, 武刚, 侯尚林. 近零超平坦色散填充光子晶体光纤的温度特性 . 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3740-3743.
[18]	王蓉蓉, 吴振森, 张艳艳, 王明军. 太赫兹波段信号在雾中的传输特性研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(8): 2662-2667.
[19]	鞠智鹏, 李德华, 周薇, 马建军, 李乾坤, 屈操. 相位阶跃变化型太赫兹波带片 . 红外与激光工程, 2013, 42(6): 1519-1522.
[20]	冯云松, 路远, 凌永顺. 发射率对飞机蒙皮温度及红外辐射特性的影响 . 红外与激光工程, 2013, 42(2): 294-299.

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温度对太赫兹亚波长金属结构共振特性的影响

1. 太赫兹光电子学教育部重点实验室,北京市太赫兹波谱与成像重点实验室,首都师范大学物理系,北京 100048;

2. 北京联合大学基础部,北京 100101;

3. 北京理工大学光电学院,北京 100081

作者简介:
武阿妮(1989-),女,硕士生,主要从事太赫兹波谱学方面的研究。Email:wwuani1989@163.com

收稿日期: 2014-10-11
修回日期: 2014-11-20
刊出日期: 2015-06-25

基金项目:

国家自然科学基金(10804077);北京市科技新星;北京市属高级青年拔尖人才培育计划

中图分类号: TN21

关键词:

摘要: 利用太赫兹时域光谱系统研究温度对GaAs基底上生长的太赫兹亚波长金属结构的透过率及共振特性的影响。实验发现,温度从低温80 K升高至380 K,样品的透过率逐渐降低,且低频共振频率处有轻微的红移现象。通过研究共振带区域及远离共振带区域的透过率情况,分析了总体透过率降低的根本原因在于温度升高导致GaAs基底的本征载流子浓度升高;共振凹陷减弱是由于基底载流子的变化致使透过率升高形成的;红移现象的产生是由于温度升高导致样品折射率增大。此外,该研究可以为太赫兹范围的功能器件在实际应用和生产制造中提供有意义的参考。

English Abstract

Influence of temperature on resonant properties in terahertz subwavelength metal structures

1. Beijing Key Laboratory for Terahertz Spectroscopy and Imaging,Key Laboratory for Terahertz Optoelectronics,Ministry of Education,Department of Physics,Capital Normal University,Beijing 100048,China;

2. Department of Basic Course,Beijing Union University,Beijing 100101,China;

3. School of Optoelectronics,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China

Received Date: 2014-10-11
Rev Recd Date: 2014-11-20
Publish Date: 2015-06-25

Keywords:

Abstract: By using terahertz time domain spectroscopy(THz-TDS), the transmission and resonance properties of terahertz subwavelength metal structures at different temperatures were studied. The transmission of U- and E-shaped structures decreased gradually with temperature increasing from 80 K to 380 K. Meanwhile, the low resonance frequency showed a slight red-shift. Through the study of temperature-dependent transmission spectra at resonance and non-resonance regions, the phenomenon of transmission decreasing was attributed to the increasing of carrier concentration in GaAs substrate. The weakened resonant strength originated from the resonate quench by temperature-generated carriers in substrate. The red-shift was due to the increase of refractive index. The investigation could provide some meaningful guides in pratical application of terahertz functional devices.

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温度对太赫兹亚波长金属结构共振特性的影响

作者简介: 武阿妮(1989-),女,硕士生,主要从事太赫兹波谱学方面的研究。Email:wwuani1989@163.com

Influence of temperature on resonant properties in terahertz subwavelength metal structures

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温度对太赫兹亚波长金属结构共振特性的影响

1. 太赫兹光电子学教育部重点实验室,北京市太赫兹波谱与成像重点实验室,首都师范大学 物理系,北京 100048; 2. 北京联合大学 基础部,北京 100101; 3. 北京理工大学 光电学院,北京 100081

作者简介: 武阿妮(1989-),女,硕士生,主要从事太赫兹波谱学方面的研究。Email:wwuani1989@163.com

English Abstract

Influence of temperature on resonant properties in terahertz subwavelength metal structures

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作者简介:
武阿妮(1989-),女,硕士生,主要从事太赫兹波谱学方面的研究。Email:wwuani1989@163.com

1. 太赫兹光电子学教育部重点实验室,北京市太赫兹波谱与成像重点实验室,首都师范大学物理系,北京 100048;

2. 北京联合大学基础部,北京 100101;

3. 北京理工大学光电学院,北京 100081

作者简介:
武阿妮(1989-),女,硕士生,主要从事太赫兹波谱学方面的研究。Email:wwuani1989@163.com